P波粲偶素的标量介子对衰变

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遍举过程的粲偶素衰变提供了关于微扰色动力学理论的有用信息,多年来一直是吸引理论物理学家的课题。本文基于微扰QCD的kT因子化方案下,假设标量介子主要的成分为夸克-反夸克束缚,计算P波粲偶素到标量介子对的衰变宽度。在本文计算的过程中,把κ(800),a0(980),f0(600),f0(980)看成标量介子的最低态,把K0*(1430),a0(1450),f0(1370),f0(1710)看做第一激发态,将f0(1500),f0(2200)看做是f0(600),f0(980)的第二激发态。在用微扰QCD方法计算粲偶素衰变的过程中,组成该束缚态夸克成分的质量比较大,但组成该束缚态夸克成分的相对动量要略小一些,因此在处理初态为P波粲偶素的过程中,强子矩阵元所对应的非微扰参量时,我们将采用非相对论近似下的零点波函数Rp(0),而末态的标量介子,处理为其强子矩阵元的不同twist光锥波函数的展开,最高展开到其两粒子twist-3波函数部分。在引入部分子纵向动量分数和横向动量之后,要得到衰变宽度还需要对横向动量和纵向动量分数进行积分,然而积分比较繁琐,需对硬散射振幅进行傅里叶变换,从动量空间变换到b空间,并且末态介子的波函数同样也要变换到b空间。本论文还利用了 QCD求和规则的方法,重新标定了标量介子衰变常数和相应的波函数盖根保尔系数,涉及相关的一阶矩和三阶矩的数值计算与分析,发现加入标量介子激发态后的求和规则的Borel窗口比仅考虑基态的Borel窗口要好得多,并且发现连续阀值S0参数取值越大,得到的Borel窗口也就越宽,求和规则得到的物理参数就越好。采用上述的方案,我们得到如下结论:选取粲夸克的质量mc∈(1.35-1.8GeV),谐振子参数β∈(0.4-0.5GeV),在合理区间内,我们计算了大量的标量介子对的衰变宽度,与现有PDG的实验数据相比较,Γ(χc0→f0(980)f0(980)、f0(1370)f0(1370)、f0(1500)f0(1500)、f0(980)f0(1500)、f0(1370)f0(1500)与实验的数据基本吻合,其他衰变道的衰变宽度期待有更多实验数据加以验证。
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